[发明专利]一种H+－ATP酶耐酸基因atpA'和包括该基因的干酪乳杆菌

说明书

技术领域

本发明涉及一种H⁺-ATP酶耐酸基因atpA’(H⁺-ATP酶的α亚单位部分基因)和包括该基因的干酪乳杆菌。

技术背景

乳酸菌是人体肠道中正常菌群之一，当达到一定数量时，能够调节宿主体内微生物菌群的平衡，对宿主的健康有一定促进作用。因此，能否在人体肠道中的低pH值，高胆汁酸中存活是有益菌群面对的首要挑战，同时也是进行益生菌筛选的先决条件。另外，能否在不断降低的酸性环境中保持较高的活性，也是筛选性质优良乳酸菌发酵剂的标准之一。

人们对于乳酸菌耐酸机理进行了许多有益的探索和研究。其中，质子原动力透性转移酶系统(PMF)认为，H⁺-ATP酶作为胞膜结合蛋白酶，其作用为通过消耗胞体内的ATP，将胞内质子(H⁺)泵出胞外，以保持胞内pH值中性。与此同时，产生胞膜质子原动力，因此，称其为质子移位膜ATP酶(proton translocationg ATPase)。H⁺-ATP酶水平的提高通过膜上功能单元(F₁F₀复合体)的增加而获得。pH值的调节是通过依靠于细胞质pH值的H⁺-ATP酶的数量和活性的改变而调节。F₁F₀复合体具有氧化特性或光磷酸化作用。该系统主要在酸性环境中发生作用的低亲和力系统，转运物为葡萄糖。乳酸菌依靠该系统可将葡萄糖和其它溶质逆浓度梯度通过胞膜上的载体蛋白，即透性酶由胞外转至胞内，同时还伴有氢离子向胞内的转移。该复合体全长为7kb左右。由两部分组成：形成质子通道的胞膜结合部分(F₀)和包含ATP水解结合部位的胞浆部分(F₁)。F₁包含5个亚单元(δ，α，γ，β，ε)，F₀包含3个亚单元(c，a，b)  (图1)。 其中，F₁高度保守，F₀是低度保守的。在所有这些亚单元中，F₁中的α、γ、β是高度的同源性，而与膜连接的F₀具有较低的同源性。F₁的一部分-δ呈现出最低的同源性。F₁F₀-ATP复合体的基因顺序为atpE，atpB，atpF，atpH，atpA，atpG，atpD，atpC，这些基因分别编码亚单元c，a，b，δ，α，γ，β，ε。通过与其它乳酸菌的启动子相比较，发现atp启动子和rrnA启动子(rRNA操纵子)有较高的同源性。

因此，了解耐酸干酪乳杆菌H⁺-ATP酶与其耐酸性能间的关系，探索乳酸菌耐酸可能的分子机制，可为乳酸菌益生菌株的筛选、遗传改造和应用提供基础性的研究材料。

发明内容

本发明人针对上述课题，以酸马奶中的乳酸菌为目标菌群，采用特定的筛选方法，从内蒙古民族传统乳制品——酸马奶中筛选出耐酸菌株，并进一步研究了该耐酸菌株中H⁺-ATP酶与其耐酸性能之间的关系。

本发明的目的之一是提供一种耐酸型干酪乳杆菌(Lactobacillus caseiZhang)及其筛选方法。

本发明的目的之二是对耐酸型干酪乳杆菌(Lactobacillus casei Zhang)中H⁺-ATP酶保守编码亚单位α亚单位——H⁺-ATP酶耐酸基因atpA’的克隆和测序。

本发明的目的之三是通过RT-PCR确定H⁺-ATP酶与干酪乳杆菌耐酸性能之间的关系。

本发明的干酪乳杆菌(Lactobacillus casei Zhang)已于2006年4月21日，保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(地址为中国北京市朝阳区大屯路，国家专利局指定专利微生物保藏中心)，保藏号：CGMCC No.1697。

本发明技术方案的实现途径如下：

本发明提供了一种干酪乳杆菌，所述干酪乳杆菌(Lactobacillus caseiZhang)是从酸马奶中分离的耐酸型益生菌；该菌菌株已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物菌种保藏中心，保藏号：CGMCCNo.1697。